개념 한 쪽
에너지관리기사 화염전파이론 — 배기가스로 공기량 역산
연소가스의 조성을 알면 거꾸로 필요한 공기량을 구할 수 있다. 질소 몰수에서 실제공기량을 역산하는 법, 탄소 1kg의 이론공기량, 실제 연소가스량 G=Go+L−Lo, 공기비에서 이론공기량을 거꾸로 내는 법, 고체연료와 벙커 C유의 실제공기량을 본다.
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뜻
배기가스 분석값으로 공기량을 역산할 때는 질소를 실마리로 잡는다. 공기 중 질소가 79%이므로 연소가스에 든 질소의 몰수를 0.79로 나누면 실제공기량이 된다. 벙커 C유 500L/h, 비중 0.96, 이론공기량 10.5Nm³/kg, CO2max 15.5%, 실제 CO2 12.5%라면 공기비 15.5÷12.5=1.24이고, 480×10.5×1.24÷60≈105Nm³/min이다.
탄소 1kg의 이론공기량은 반응식에서 구한다. 산소 22.4/12Nm³를 공기 중 산소 비율 0.21로 나누면 약 8.89Nm³다.
고체연료의 실제 연소가스량은 이론연소가스량에 과잉공기를 더한 G=Go+L−Lo로 세운다. 실제공기량 L에서 이론공기량 Lo를 뺀 만큼이 연소에 쓰이지 않고 가스에 섞이기 때문이다.
공기비가 주어지면 이론공기량은 실제공기량을 공기비로 나눠 구한다. 공기비 2.3에서 실제공기량이 11.96Nm³/kg이면 이론공기량은 약 5.2Nm³/kg이다. 고체연료 5kg을 공기비 1.1로 태우는 문제는 원소별 이론공기량을 더해 7.49Nm³/kg을 얻은 뒤 연료량과 공기비를 곱해 약 41.2Nm³를 얻는다. 벙커 C유 1L는 비중 0.96, 이론공기량 10.24Nm³/kg, 공기비 1.3을 곱해 약 13Nm³가 필요하다.
예제
선지 판단은 배기가스의 질소 몰수를 0.79로 나눠 실제공기량을 역산하는지, 탄소 1kg에 약 8.89Nm³를 얻는지, 실제 연소가스량을 Go+L−Lo로 세우는지, 공기비로 나눠 이론공기량 5.2Nm³/kg을 얻는지에서 갈린다. 105Nm³/min와 41.2Nm³가 그 예다. 이론공기량을 실제공기량으로 그대로 쓴 선지, 과잉공기 몫을 연소가스에서 뺀 선지는 어긋난다.
자주 묻는 물음
- 배기가스 분석으로 실제공기량을 어떻게 구하나요?
- 연소가스 중 질소 몰수를 0.79로 나눕니다. 공기 중 질소 비율이 79%이기 때문입니다.
- 실제 연소가스량은 어떻게 세우나요?
- 이론연소가스량에 실제공기량과 이론공기량의 차이를 더한 G=Go+L−Lo입니다.
- 공기비 2.3, 실제공기량 11.96Nm³/kg이면 이론공기량은 얼마인가요?
- 11.96÷2.3≈5.2Nm³/kg입니다.
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